Цепной вариатор принцип работы

Цепной вариатор принцип работы - Цепной вариатор

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в трансмиссии транспортных средств, а также в механизмах, где требуется бесступенчатое изменение оборотов и крутящего момента. Цепной вариатор содержит ступицу (1), на которой установлены звездочки (2) с эксцентрично расположенными осями (3). Звездочки установлены радиально непосредственно на ступицу. Крутящий момент со ступицы или на ступицу передается цепью посредством звездочек. Способ фиксации звездочек в нужном положении может быть различным как фрикционным, гидравлическим, электрическим и т.д. При повороте звездочек вокруг эксцентрической оси изменяется расстояние цепи от оси ступицы, соответственно происходит изменение плеча приложения силы. Изменяя положения звездочек можно изменять крутящий момент и соответственно передаточное отношение. Изобретение позволяет повысить долговечность и надежность, увеличить ресурс передачи. 8 ил.

Известны клиноременной вариатор. Источник «Википедия» свободная энциклопедия сайт ru.wikipedia.org/wiki/Вариатор. Клиноременной вариатор состоит из нескольких (как правило, одной-двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, a Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется.

Тороидный вариатор, который состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. И поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску.

Лобовой вариатор, где к плоскому маховику двигателя прижимался диск, перемещающийся от центра к краю.

Так, очевидно, что самыми конструктивно слабыми местами существующих сегодня автомобильных вариаторов являются: для клиноременного эти самые ремни, а для тороидного — пятно контакта диска и ролика, где сила давления достигает 10 тонн. Поэтому здесь применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов достаточно высокой, близкой к надежности гидромеханических «автоматов», но все же из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы пока не могут «тянуть грузы», а также работать с двигателями большой мощности. На сегодняшний день рекордом для клиноременного вариатора оказывается 220 л.с. и 300 Нм, которые развивает V-образный 6-пилиндровый мотор Audi A6, «воспринятый» трансмиссией Multitronic, а для тороидного — «переваренный» Extroid (3-литровый двигатель Nissan Gloria и Cedric), развивающий 240 л.с. и 310 Нм.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение долговечности и надежности, увеличение ресурса, передача высокого крутящего момента бесступенчатой трансмиссии.

Решение данной задачи достигается тем, что бесступенчатая трансмиссия, содержащая ступицу, на которую по радиусу устанавливаются звездочки с эксцентрично расположенными осями, крутящий момент со ступицы или на ступицу передается цепью посредством звездочек, с эксцентрично расположенными осями закрепленных по радиусу ступицы, способ фиксации звездочек в нужном положении может быть различным как фрикционным, гидравлическим, электрическим и т.д.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется фиг.1-8. На фиг.1 — ступица, на фиг.2 — звездочка, на фиг.3 — ступица с установленными звездочками, на фиг.4 — положение звездочек с наиболее меньшим расстоянием до центра ступицы, на фиг.5 — расположение звездочек с наибольшим расстоянием от центра ступицы, на фиг.6, 7, 8 — этапы работы с двумя вариаторами, ведущим и ведомым, работающими в паре.

Вариатор работает следующим образом.

При повороте звездочек 2 вокруг эксцентрической оси 3 изменяется расстояние цепи 4 от оси ступицы 1, соответственно происходит изменение плеча приложения силы, изменяя положения звездочек можно изменять крутящий момент и соответственно передаточное отношение. Так же работу вариатора можно рассмотреть на фиг.6-8, на фиг.6 силовая установка вращает вариатор, расположенный с левой стороны, и с помощью цепи вращение передается на правый ведомый вариатор, при таком зафиксированном положении звездочек передается наиболее высокий крутящий момент на ось правого вариатора. На фиг.7 1-1, на фиг.8 на левом вариаторе крутящий момент меньше, чем на правом вариаторе, но на правом больше количество оборотов.

Цепной вариатор, содержащий ступицу, на которой устанавливаются звездочки для приводной цепи, отличающийся тем, что звездочки установлены радиально непосредственно на ступицу и звездочки имеют эксцентрично расположенные оси.

Как работает вариатор цепной - Как работает цепной вариатор?

И тороидальный, и клиноременной вариаторы имеют свои недостатки, которые вносят коррективы в использование систем (как правило, дополнительные ограничения или же снижение показателей долговечности, если говорить о ремнях). Отчасти их удается решить с помощью цепной системы, которая успешно справляется с задачей по уже знакомой схеме — использование минимум средств для достижения цели.

Применение цепного вариатора успешно решает следующие проблемы:

повышение надежности;
продление срока службы;
увеличение ресурса;
более эффективная передача высокого крутящего момента.

Если первые позиции в списке удивления вызывать не должны, то самая последняя заслуживает особого внимания. Ни для кого не является новостью, что с самого начала активного применения вариаторов был один недостаток — они совершенно не подходили для мощных машин, которые практически «съедали» эти системы. Таким образом, нивелировались все преимущества, доступные владельцам легковых авто и различной техники, не отличающейся особой мощью.

Если Вы имеете представление, как работает клиноременная система, то принцип работы цепного вида не вызовет лишних вопросов — между ними можно было бы поставить знак равенства, да только вместо ремня используется цепь. Из-за этого, разумеется, появляются и другие отличия, поэтому резонно говорить лишь о таком же типе работы.

С чем имеем дело? Более ста осей и сотни пластинок, соединяющихся по принципу, который можно увидеть на любом велосипеде. Однако цепной вариатор нельзя назвать «большой велосипедной цепью», так как последовательность на порядок сложнее. Цепные вариаторы стали серьезно применяться только в последние годы, позже остальных видов (но речь не идет о разнице в десятки лет, так как системы стали использоваться относительно недавно).

Известно, что армированный ремень не отличается гибкостью резины, что сказывается на минимально допустимом радиусе шкива, но эти ограничения не касаются цепей. Меньший радиус? Не проблема. Большая гибкость, компактность и увеличенное значение максимального передаточного числа.

Мощность двигателя не используется без весомой потребности, что положительно сказывается на работе машины. Происходит оптимизация всего рабочего процесса, и это становится серьезным доводом в пользу экономии топлива — все типы вариаторов располагают этим преимуществом, которое всегда будет актуальным.

Если проводить сравнение между армированным ремнем и цепью, то однозначную победу одержит второй вариант. И дело не только в более впечатляющей надежности и гибкости, так как цепной вариатор куда эффективнее в работе — исследования позволили получить значение в 5%, что будет особенно ощутимо на больших расстояниях. Как стали известны эти 5%? Всё дело во внутреннем напряжении цепи, поскольку трение пластин армированного ремня повышает отдачу энергии двигателем (как раз это пятипроцентное значение).

Если говорить о дополнительных возможностях, то серьезное влияние оказывает наличие гидротрансформатора, который в несколько раз повышает крутящий момент на старте. И без него вариатор обеспечивает плавных ход автомобилю, но с такой опцией поездки становятся еще приятнее, так как главным аргументов противников этих систем является отсутствие резвости. Безусловно, это не механика, но АКПП получила более чем серьезного конкурента, развивающегося стремительными темпами. Причем за довольно небольшой срок уже удалось достичь немалого прогресса лишь в отношении цепных систем, поэтому можно ожидать, что в скором времени появятся очередные нововведения.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

← Предыдущая запись

Следующая запись →

Что такое вариатор и как он работает

« Вернуться к Глоссарию Указатель

Вариатор (CVT) — это бесступенчатая трансмиссия, которая в определенном диапазоне позволяет добиться наиболее плавного изменения передаточного числа. Главное отличие вариаторной коробки передач от аналогов – достаточно эффективное использование мощности двигателя внутреннего сгорания.

Коробка CVT (постоянно меняющаяся трансмиссия) позволяет наилучшим образом изменять крутящий момент от ДВС, передаваемый на колеса, с учетом нагрузки двигателя, скорости автомобиля и т.д. В результате вариатор позволяет добиться высокой топливной экономичности.

Отличительные особенности, устройство и принцип работы вариатора

Начнем с того, что существует несколько типов коробок передач CVT. Однако в автомобилях используется клиноременный и тороидальный вариатор, тогда как клиноременный вариатор встречается гораздо чаще.

Устройство современной вариаторной коробки включает в себя следующие элементы:

Специальный механизм, отвечающий за передачу крутящего момента от двигателя к вариатору, а также отключающий коробку и ДВС при переводе в нейтраль ;
Сама вариаторная коробка (другое название «трансмиссионный вариатор»), а также отдельный механизм, позволяющий автомобилю двигаться назад;
Электронная система управления коробом с входными и выходными датчиками;

Для передачи крутящего момента от двигателя можно использовать гидротрансформатор, центробежную автоматическую муфту, электромагнитную муфту с электронным управлением и многодисковую муфту. Часто для этих целей используется гидротрансформатор (ГДТ), позволяющий добиться плавности хода и тем самым увеличить ресурс вариаторной коробки передач.

Что касается самой коробки передач, то клиноременный вариатор включает одну или две ременные передачи. Эта трансмиссия на самом деле представляет собой два шкива, которые соединяет клиновой ремень. Шкив образует пару конических дисков, и диски могут двигаться и расширяться. Таким образом, можно изменить диаметр самого шкива.

Для перемещения конусов используются гидравлическое давление, сила пружины и центробежная сила. Конические диски расположены под углом 20°. Это позволяет ремню скользить по поверхности шкива с минимальным сопротивлением.

На начальном этапе такие вариации комплектовались резиновым ремнем, но ресурс самого ремня оказался мал. Сегодня вместо резины установлен металлический ремень вариатора. Такой ремень прочный и гибкий, при работе коробки передач создается меньше шума, а также решение служит гораздо дольше, чем резиновый аналог.

Сила трения передает вращение между шкивами вариатора и боковой поверхностью ремня. Кроме того, в некоторых вариаторах может использоваться стальная цепь. В данном случае речь идет о клино-цепном вариаторе.
Этот тип отличается от клиноременного вариатора тем, что торцевая поверхность цепи передает крутящий момент при ее точечном контакте с коническими дисками. При этом конические диски изготовлены из прочной стали, а клино-цепной вариатор имеет наилучший КПД.

Также отметим, что вариатор не способен обеспечить возможность движения назад. В коробку интегрированы различные механизмы, чтобы у автомобиля с такой коробкой передач была задняя передача. Чаще всего это планетарная коробка передач, которая активно используется в АКПП.

Что касается управления вариатором, то система электронная; производит асинхронные изменения диаметра шкивов с учетом режимов работы двигателя автомобиля. Сцепление и планетарная коробка передач также управляются.

Водитель управляет коробкой передач с помощью селектора, а сами режимы напоминают режимы работы гидромеханической АКПП. Более того, в вариаторной коробке можно выбрать фиксированные передаточные числа, что позволяет реализовать функцию ручного переключения передач, как Типтроник, на АКПП.

Добавим также, что тороидальный вариатор отличается от описанных выше ременно-цепных аналогов тем, что имеет два соосных вала. Такие валы имеют сферическую или тороидальную поверхность. Ролики зажаты между валами.

Для изменения передаточного числа в таком вариаторе необходимо изменить положение роликов. В этом случае крутящий момент передается с помощью сил трения между рабочими поверхностями.

Как работает вариатор в автомобиле

Если говорить о принципе работы коробки вариатора, то диаметр шкива вариатора постоянно меняется. Изменение реализует сервопривод. Когда автомобиль только заводится, ведущий шкив вариатора имеет наименьший диаметр; то есть конические диски полностью разведены.

Ведомый диск в этот момент имеет наибольший диаметр, когда конические диски максимально сжаты. Когда частота вращения двигателя начинает расти, диаметр ведущего шкива увеличивается, а диаметр ведомого шкива уменьшается, что позволяет уменьшить передаточное отношение.
Как видите, вариатор за счет уменьшения и увеличения диаметров шкивов позволяет работать двигателю на оптимальном режиме для получения максимальной мощности и достижения лучшей динамики.

Плюсы и минусы вариатора

Во-первых, такая трансмиссия бесступенчатая. Это означает, что во время движения нет необходимости переключаться на так называемые «ступени», при этом происходит постоянное преобразование крутящего момента, отсутствуют задержки между переключениями со ступени (передачи) на ступень.

В результате достигается максимальный комфорт при управлении автомобилем с вариатором. Однако это решение не лишено недостатков. Во-первых, установка такой трансмиссии предполагает определенные ограничения по мощности и крутящему моменту; то есть на автомобили с мощным двигателем вариатор не устанавливается. Еще одним недостатком является сложность устройства самой трансмиссии вариатора, низкая ремонтопригодность и дороговизна самого ремонта вариатора.

« Назад к Глоссарию Указатель

Знакомит с принципом работы бесступенчатого вариатора и поставщиком

Вы здесь: Главная> Новости

Время: 18 октября 2013 г.

Нет конкретной передачи, которая работает на аналогичной автоматической коробке передач, процесс скачка передачи, но изменение передаточного числа отличается от автоматической коробки передач, но непрерывная, поэтому непрерывная и плавная передача мощности. Технология CVT представляет собой технологию бесступенчатой трансмиссии, в ней используется приводной ремень и основная цепь переменного диаметра, от колеса, соответствующего передаче мощности, может быть достигнуто непрерывное изменение передаточного отношения, чтобы получить наилучшее соответствие состояния трансмиссии и двигателя. CVT обычный гидромеханический бесступенчатый переключатель скоростей и вариатор с металлическим ремнем.

V-образный резиновый ремень, металлический ремень, многодисковый, шариковый, роликовый вращающийся и другие конструкции, в основном с использованием металлической ленты с роликовой передачей и переменного радиуса. За счет изменения радиуса активного ролика и пассивного ролика можно изменить передаточное отношение. Теория эффективности трансмиссии очень высока, но она должна основываться на варианте нагрузки передачи мощности. Поскольку для передачи мощности используется трение между полосой и роликом, рабочие условия стальной полосы и ролика очень жесткие.

Для того, чтобы эффективно передавать мощность, не допуская проскальзывания между полосой и роликом, а также выделяя много тепла, в случае проскальзывания внутренние части могут сгореть или произойти серьезные потери. Чтобы увеличить силу статического трения, добавляется самый прямой путь между давлением полосы и ролика. Но увеличивается трение, увеличиваются потери мощности, неосязаемые или увеличиваются расходы топлива. И прочность полосы также является ключевым моментом. Таким образом, коробка передач CVT с высокой эффективностью и энергосберегающим преимуществом в комфорте и т. Д. Недостатком является то, что коробка передач CVT обычно не может выдерживать большой крутящий момент. В противном случае это компенсация более высокого расхода топлива.

Регулятор скорости бесступенчатый и имеет отличие типа класса, его передаточное отношение не постоянное, а изменен ряд непрерывных значений, например, с 3,455 до 0,85. Бесступенчатая трансмиссия имеет преимущества простой конструкции, меньшего объема, чем традиционная трансмиссия, много передач, это ни механическая коробка передач, ни планетарный набор передач, автоматическая коробка передач сложна, она сделана из колеса и металла, чтобы реализовать бесступенчатое изменение передаточного числа на Господе, основной .

Принцип тот же, что и у обычных групп размеров редукторов, в которых нет контроля в следующем, формирование различного соотношения, например диаметр педали велосипеда и цепные приводы колес для вращения на разных скоростях. Из-за разной силы тяги каждой шестерни не одна, выходная скорость трансмиссии меняется, поэтому не делят класс медленного вращения.

CVT использует приводной ремень и храповик переменной ширины для передачи мощности, а именно, когда храповое колесо изменяет ширину паза, соответствующую локтю, изменяет радиус контакта ведущего колеса и ведомого колеса ременной передачи, приводной ремень обычно с резиновым ремнем, металлический пояс и металлическая цепь. Вариатор является настоящим бесступенчатым, он имеет преимущества легкого веса, небольших размеров, меньшего количества деталей, эффективность работы по сравнению с АТ имеет более высокий, низкий расход топлива. Но недостаток вариатора очевиден: приводной ремень легко повреждается, не выдерживает большой нагрузки, используется только в 1-литровом или около того двигателе с малой мощностью и низким крутящим моментом, поэтому скорость владения автоматической коробкой передач примерно на 4% ниже. . В последние годы, чтобы изучить основные автомобильные компании, ситуация улучшилась. CVT станет направлением развития автоматической трансмиссии.

Система трансмиссии CVT, традиционная передача парой шкивов и стальным ремнем заменена, каждый блок имеет V-образную структуру, состоящую из двух конических дисков, вал двигателя соединен через небольшой шкив, шкив привода со стальным ремнем. Хитрость в этом особого шкива: приводной шкив конструкции вариатора странной деятельности, разделенный пополам, может быть близким или раздельным родственным. Конический диск можно затягивать или открывать в упорном гидравлическом, стальном листе с экструзионной цепью для регулирования ширины V-образного паза. Когда конусный диск к медиальному подвижному элементу затянут, цепной стальной элемент в экструзионном конусном диске к центру вне направления движения (центробежное направление), в противоположность центру, передача мощности

Chinabase Machinery — это группа производственных предприятий, предлагающих комплексное решение для механических трансмиссий в Китае. Мы можем поставить полный спектр продуктов для силовых передач, таких как цепи, звездочки и пластинчатые колеса, шкивы, редукторы, двигатели, муфты, шестерни и рейки. Ассортимент нашей продукции также включает стопорные узлы (зажимные элементы/запорные устройства), конусные втулки, QD-втулки, ступицы с болтовым креплением, ограничители крутящего момента, втулки вала, основания и направляющие двигателя, съемники цепей, направляющие цепи, карданные шарниры, карданные шарниры.

Цепной вариатор принцип работы